(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
折目線が付されたウェブ状包装材料をストリップ接合手段に送り、ストリップ接合手段によって包装材料の一方の縁部に沿ってストリップを接合し、ウェブ状包装材料を縦線シールによりチューブ状に成形し、チューブ状に成形された包装材料内に内容物を充填し、チューブ状包装材料の横断方向に横線シールを施して枕状の包装体に成形し、個々の包装体を切断し、折目線に沿って折畳んで頂壁、側壁及び底壁を形成し、形成されたフィン及びフラップを上記壁へ付けて最終形状に包装容器を成形する包装充填装置であって、
該ストリップ接合手段が、リール状のストリップを繰り出すストリップ供給部と、繰り出された走行するストリップの変形部分を検知するセンサーと、走行方向と垂直な横断方向で変形部分を除く未変形部分を加熱して軟化する加熱手段と、加熱され軟化された未変形部分を引き伸す引伸し手段と、センサーからの検知信号から加熱すべき未変形部分を特定し、特定された部分を加熱するように該加熱手段を制御するコントローラーと、包装材料の一方の縁部を加熱する予熱部と、加熱された縁部とストリップとを押圧して接合部とからなる
ことを特徴とする包装充填装置。
【請求項２】
該加熱手段がレーザー光加熱装置であり、レーザー光を加熱すべき未変形部分で走査させる、請求項１記載の包装充填装置。
【請求項３】
変形部分を検知する該センサーが、変位センサーである、請求項１記載の包装充填装置。
【請求項４】
走行するストリップの走行速度を検知する走行エンコーダーを備え、コントローラーが走行エンコーダーからの信号によって制御する、請求項１記載の包装充填装置。
【請求項５】
該引伸し手段が、ストリップを走行させるテンションを生じさせる手段である、請求項１記載の包装充填装置。
【請求項６】
該引伸し手段が、未変形部分を加熱し軟化したストリップ位置の上流及び下流に設けれたテープフィダーであり、それぞれがストリップを駆動ロールで挟んで送り出し、下流側テープフィダーが上流側テープフィダーより強く送り出す、請求項１記載の包装充填装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、牛乳、ジュース、アルコール飲料、ミネラルウォータ、緑茶などを充填する包装容器の包装充填装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
柔軟性に富んだ紙製包装材料は多年にわたって液体食品を包装するために用いられてきた。牛乳、ジュース、清酒、焼酎、ミネラルウォーター及びその他飲料のための図５に示すような包装容器１４は、例えば、繊維質基材（例えば、紙など）／プラスチック積層体に折目線が付けられたウェブ状包装材料を、その長手方向の縦線シールによりチューブ状に成形し、チューブ状に成形された包装材料内に被充填物を充填し、チューブ状包装材料を横断方向に横線シールし、クッション形若しくは枕状の包装体（一次形状容器）に成形する。
枕状の包装体を横シール部分で容器１個分ごとに切断し、最終成形工程で、折目線に沿って山折り若しくは谷折に、フィン及びフラップを折畳んで、図５に示すレンガ状の容器１４が成形される。
【０００３】
前記包装材料をチューブ状にすると、包装材料の両縁が筒（チューブ）状包装材料の内外に段差が形成される。筒状包装材料に液体食品が充填される。液体食品が前記段差を形成する包装材料の端面から包装材料内に滲み込むと、包装容器の機械的強度を弱め、漏れの原因になる恐れがある。
図５の部分断面図に示すように、長尺状のストリップ２を前記内側段差を跨（また）ぐように接合し、包装材料１の端面１４ａが液体食品に触れることを防止するようにしている（例えば、特許文献１及び２、３参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−３１５３６３号公報
【特許文献２】特開２００７−１６８８７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
包装充填装置においては、ストリップが適正な位置に接合されて、縦シールを良好に行うことができる。ストリップ２は、通常、使用されるまでは、図３に示すようなリール２ａに巻かれ、ホルダからウェブ状になって繰り出され、搬送されるウェブ状包装材料の一方の縁に接合される。
しかしながら、ストリップは完全にきれいな均一な表面をもつ帯状の物ではなく、とりわけ端部にしわがよっており、表面には不均一な凹凸のある変形の形状をしている。
ホルダからストリップが繰り出されるのに伴って、リール状に巻かれたストリップのリール径が変化するが、リール径の大小によって、ストリップに加わるテンションが変化する。
更に、ストリップの繰出の開始、停止の動作によって、ストリップに加わるテンションが変化する。
このテンション変化によって、ストリップに部分的なシワ、伸びや縮みなどの変形が生じ、ウェブ状包装材料に対するストリップの位置が変化し、ストリップを適正な位置に接合することができなくなる恐れがある。
また、ストリップは、薄い樹脂フィルムによって形成されるので、ストリップが繰り出されるのに伴って、図４に示されるように、ストリップ２の縁２ｂが伸びて波打つことがある。
そのために、ストリップが蛇行し、ストリップを適正な位置に接合することができなくなってしまう。
ストリップの凹凸の影響により貼り付け後にしわや貼り付け強度の弱い箇所が発生することがあり、しわと包材との間に隙間を発生させ、容器の内側と外側を連通する微細なトンネルができる恐れがある。上記トンネルは、容器内の滅菌性を損ない、製品の品質に不都合を引き起こす原因の１つとなる。
【０００６】
本発明の目的は、ストリップを包装材料の適正な位置に接合することができるとともに、縦シールを良好に行うことができる包装充填装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の包装充填装置は、折目線が付されたウェブ状包装材料をストリップ接合手段に送り、ストリップ接合手段によって包装材料の一方の縁部に沿ってストリップを接合し、ウェブ状包装材料を縦線シールによりチューブ状に成形し、チューブ状に成形された包装材料内に内容物を充填し、チューブ状包装材料の横断方向に横線シールを施して枕状の包装体に成形し、個々の包装体を切断し、折目線に沿って折畳んで頂壁、側壁及び底壁を形成し、形成されたフィン及びフラップを上記壁へ付けて最終形状に包装容器を成形する包装充填装置であって、
ストリップ接合手段が、リール状のストリップを繰り出すストリップ供給部と、繰り出された走行するストリップの変形部分を検知するセンサーと、走行方向と垂直な横断方向で変形部分を除く未変形部分を加熱して軟化する加熱手段と、加熱され軟化された未変形部分を引き伸す引伸し手段と、センサーからの検知信号から加熱すべき未変形部分を特定し、特定された部分を加熱するように加熱手段を制御するコントローラーと、包装材料の一方の縁部を加熱する予熱部と、加熱された縁部とストリップとを押圧して接合部とからなる
ことを特徴とする。
【０００８】
この発明の好ましい態様において、加熱手段がレーザー光加熱装置であり、レーザー光を加熱すべき未変形部分で走査させる。
【０００９】
この発明の好ましい態様において、変形部分を検知するセンサーが、変位センサーである。
【００１０】
この発明の好ましい態様において、走行するストリップの走行速度を検知する走行エンコーダーを備え、コントローラーが走行エンコーダーからの信号によって制御する。
【００１１】
この発明の好ましい態様において、引伸し手段が、ストリップを走行させるテンションを生じさせる手段である。
【００１２】
この発明の好ましい態様において、引伸し手段が、未変形部分を加熱し軟化したストリップ位置の上流及び下流に設けれたテープフィダーであり、それぞれがストリップを駆動ロールで挟んで送り出し、下流側テープフィダーが上流側テープフィダーより強く送り出す。
【発明の効果】
【００１３】
上記構成の本発明によれば、以下の作用機能を発揮し、有利な効果が得られる。
本発明の包装充填装置は、折目線が付されたウェブ状包装材料をストリップ接合手段に送り、ストリップ接合手段によって包装材料の一方の縁部に沿ってストリップを接合し、ウェブ状包装材料を縦線シールによりチューブ状に成形し、チューブ状に成形された包装材料内に内容物を充填し、チューブ状包装材料の横断方向に横線シールを施して枕状の包装体に成形し、個々の包装体を切断し、折目線に沿って折畳んで頂壁、側壁及び底壁を形成し、形成されたフィン及びフラップを上記壁へ付けて最終形状に包装容器を成形する包装充填装置である。
【００１４】
包装材料をチューブ状にすると、包装材料の両縁が内外で段差を形成する。包装容器に液体食品が充填されると、液体食品が段差の包装材料の端面から包装材料内に滲み込み、容器の機械的強度を弱め、漏れの原因になる恐れがある。ストリップが段差を覆うように接合し、包装材料の端面から液体食品に触れるのを防止する。
【００１５】
本発明の包装充填装置のストリップ接合手段では、ストリップ供給部が、ストリップのリールからストリップを繰り出す。
好ましい態様において、テープフィダーは、駆動ロールを有し、この駆動ロールが、繰り出されたストリップを挟んで送り出す。駆動ロールによるので、テープフィダー前のストリップのテンションに影響されない。
【００１６】
本発明の包装充填装置のストリップ接合手段において、繰り出された走行するストリップの変形部分を検知するセンサーは、走行するストリップの変形部分、すなわち、ストリップの表面には不均一／均一な凹凸のある変形、ストリップの部分的なシワ、伸びや縮みなどの変形を、検知する。検知する内容は、変形部分の位置、その面積／広がり、変形の程度／深さなどである。
後述するように、検知された内容に基づいて、コントローラーが、加熱手段が何処をどの程度に加熱するかを判断し、加熱手段に制御信号を送信する。
好ましい態様において、変形部分を検知するセンサーが、変位センサーである。例えば、変位センサーは、ストリップの表面までの距離をテープの幅方向に直線状に多点計測する。
【００１７】
本発明の包装充填装置のストリップ接合手段において、加熱手段は、走行方向と垂直な横断方向（ストリップの幅方向）で変形部分を除く未変形部分を加熱して軟化する。この発明において、凹凸、シワ、伸びや縮みなどが無い部分を加熱する。
未変形部分の加熱によって、軟化し、未変形部分の容易な伸びを可能にする。
【００１８】
好ましい態様において、加熱手段がレーザー光加熱装置であり、レーザー光を加熱すべき未変形部分で走査させる。
この態様のレーザー光加熱装置では、例えば、レーザー光源と、三角柱、四角柱など柱状物体の表面に鏡を取り付けられた回転ミラー体と、回転ミラー体と軸で接続されたモーターと、モーターと軸で接続されたミラー角エンコーダーとを備える。
レーザー光源は、ストリップ表面の極狭い領域を加熱する。回転ミラー体は、レーザー光源からのビームの反射角度を高速かつ連続的に変化させる。モーターは、回転ミラー体を回転させる。ミラー角エンコーダーは、モーターの回転位置を計測する。
【００１９】
本発明の包装充填装置のストリップ接合手段において、引伸し手段は、加熱され軟化された未変形部分を引き伸す。この引伸しによって、張力（テンション）を有して走行するストリップのしわ等（変形部分）が無い領域だけに（加熱手段の）レーザーを照射して加熱することにより、その部分が軟化し（柔らかくなり）、前記張力（テンション）により伸ばされるため、結果的にしわのよっている部分（変形部分）と同じ長さとなり、しわ（変形部分）を消すことができる。
好ましい態様において、引伸し手段が、ストリップを走行させるテンションを生じさせる手段である。
【００２０】
別の好ましい態様において、引伸し手段が、未変形部分を加熱し軟化したストリップ位置の上流及び下流に設けれたテープフィダーであり、それぞれがストリップを駆動ロールで挟んで送り出し、下流側テープフィダーが上流側テープフィダーより強く送り出す。
駆動ロールで、より正確に張力（テンション）を調整／制御できるので、変形部分を的確に消すことができる。
【００２１】
本発明の包装充填装置のストリップ接合手段において、コントローラーが、センサーからの検知信号から加熱すべき未変形部分を特定し、特定された部分を加熱するように加熱手段を制御する。
好ましい態様において、走行するストリップの走行速度を検知する走行エンコーダーを備え、コントローラーが走行エンコーダーからの信号によって、より正確に制御することができる。
【００２２】
本発明のストリップ接合手段では、予熱部が包装材料の一方の縁部を加熱し、接合部が加熱された縁部と一定テンションのストリップとを押圧して、接合する。
【００２３】
上述の包装充填装置によって、ストリップを包装材料の適正な位置に接合することができるとともに、縦シールを良好に行うことができる。
また、ストリップの材質、製造ロット、製造装置、製造からの経過時間、輸送中に加えられた衝撃、加速度、保管中の温度、湿度、保管中の姿勢、リールの内側と外側の違い、充填機で加えられた張力、リールを離脱してから貼り付けられるまでの経路長と曲げられる角度、回数、半径、温度変化などの要因により刻々と変化するストリップの変形を、例えば、表面のしわを能動的に修正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明による一実施例のストリップ接合手段の概略図である。
【図２】この発明に使用できるストリップ接合手段のテープフィダーとダンサロールの参考例を示す部分斜視図である。
【図３】リール状のストリップを示す斜視図である。
【図４】縁が伸びて波打ったストリップの概略図である。
【図５】レンガ状包装容器とストリップ接合状態とを示す斜視図と部分断面図である。。
【図６】この発明で使用することができる包装充填装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図６に示される包装充填装置例によって、この形態を説明する。この装置例では、ウェブ状の包装材料１は、リール状で包装充填装置に収容される。包装材料１は、紙基材、及び該紙基材の両面にポリエチレン樹脂が積層された可撓性の積層体から成り、紙基材とフィルムとの間にアルミニウム箔などの導電層が形成され、包装容器の表面に相当する部分にあらかじめ外装用の印刷が施される。
【００２６】
繰り出された包装材料１は、搬送手段によって連続的に搬送され、包装充填に供される。
包装材料１は、ストリップ接合手段３に送られ、ストリップ接合手段によって包装材料１の一方の縁部に沿ってストリップ２が接合される。
包装材料１は、殺菌槽４に送られ、殺菌槽４において過酸化水素等の殺菌液によって殺菌される。包装材料１は、エアナイフに送られ、エアナイフによって乾燥させられた後、無菌室１６に送られる。包装材料１は、成形リング６によって徐々に変形させられてチューブ状の形状にされる。
【００２７】
チューブ状に成形された包装材料の両縁部同士を、縦シール装置８によってストリップと共に押し当てて縦シールする。更に、充填パイプ７を介して供給された流動／液体食品がチューブ状包装材料１内に充填される。
チューブ状包装材料は、ローラによって案内され、横方向に横シール装置１０によって横シールされ、横シールされた包装材料は、ナイフなどで切断されて枕状包装体１３が形成される。
枕状包装体１３は、最終形状成形装置１５で最終の形状に成形され、流動性食品を収容する包装容器１４が得られる。
【００２８】
この形態による包装充填装置のストリップ接合手段３を図１に示す。
ストリップ供給部（図示せず）が、ストリップ２のリール２ａ（図３）からストリップ２を繰り出す。
図２に、ストリップ接合手段のテープフィダーとダンサロールの参考例を示す。この態様において、テープフィダーは、駆動ロールを有し、この駆動ロールが、繰り出されたストリップを挟んで送り出す。駆動ロールによるので、テープフィダー前のストリップのテンションに影響されない。
図２に示すように、テープフィダー３１は、駆動ロール３１ａを有し、この駆動ロール３１ａが、対向ロール３１ｂと共に、繰り出されたストリップ２を挟んでダンサロール３３に送り出す。
ダンサロール３３は、ばねや錘などにより下方向に一定の大きさで力Ｆが加えられ、その位置の変動に拘わらず、ストリップ２に一定の張力（テンション）Ｆ／２を加える。
【００２９】
図１に示すストリップ接合手段３において、繰り出された走行するストリップの変形部分を検知するセンサー２０は、走行するストリップの変形部分２ｂ、すなわち、ストリップの表面には不均一／均一な凹凸のある変形、ストリップの部分的なシワ、伸びや縮みなどの変形２ｂを、検知する。検知する内容は、変形部分２ｂの位置、その面積／広がり、変形の程度／深さなどである。
検知された内容に基づいて、コントローラー２１が、加熱手段２２が何処をどの程度に加熱するかを判断し、加熱手段２２に制御信号を送信する。
図１に示す態様において、変形部分を検知するセンサーが、変位センサー２０である。この態様では、変位センサー２０は、ストリップの表面までの距離をテープの幅方向（横断方向）に直線状に多点計測する。
このストリップ接合手段において、加熱手段２２は、走行方向と垂直な横断方向（ストリップの幅方向）で変形部分２ｂを除く未変形部分２ｃを加熱して軟化する。凹凸、シワ、伸びや縮みなどが無い部分を加熱する。
未変形部分２ｃの加熱によって、軟化し、未変形部分２ｃの容易な伸びを可能にする。
【００３０】
この態様において、加熱手段２２がレーザー光加熱装置であり、レーザー光Ａを加熱すべき未変形部分２ｃで走査させる。
このレーザー光加熱装置では、レーザー光源２２ａと、三角柱状物体の表面に鏡を取り付けられた回転ミラー体２２ｂと、回転ミラー体と軸で接続されたモーター２２ｃと、モーターと軸で接続されたミラー角エンコーダー２２ｄとを備える。
レーザー光源２２ａは、ストリップ表面の極狭い領域を加熱する。回転ミラー体２２ｂは、レーザー光源２２ａからのビームＡの反射角度を高速かつ連続的に変化させる。モーター２２ｃは、回転ミラー体２２ｂを回転させる。ミラー角エンコーダー２２ｄは、モーター２２ｃの回転位置を計測する。
【００３１】
このストリップ接合手段において、引伸し手段２３は、加熱され軟化された未変形部分２ｃを引き伸す。この引伸しによって、張力（テンション）を有して走行するストリップのしわ等（変形部分）２ｂが無い領域２ｃだけに（加熱手段の）レーザーＡを照射して加熱することにより、その部分２ｃが軟化し（柔らかくなり）、前記張力（テンション）により伸ばされる（Ｂ）ため、結果的にしわのよっている部分（変形部分）と同じ長さとなり、しわ（変形部分）を消すことができる。
図示しない態様において、引伸し手段が、ストリップを走行させるテンションを生じさせる手段である。
【００３２】
図示するこの態様において、引伸し手段２３が、未変形部分を加熱し軟化したストリップ位置の上流及び下流に設けれたテープフィダー２３ａ、２３ｂであり、それぞれがストリップを駆動ロールで挟んで送り出し、下流側テープフィダー２３ｂが上流側テープフィダー２３より強く送り出す。
駆動ロールで、より正確に張力（テンション）を調整／制御できるので、変形部分を的確に消すことができる。
【００３３】
このストリップ接合手段において、コントローラー２１が、センサー２０からの検知信号から加熱すべき未変形部分２ｃを特定し、特定された部分２ｃを加熱するように加熱手段２２を制御する。
この態様において、走行するストリップ２の走行速度を検知する走行エンコーダー２４を備え、コントローラー２１が走行エンコーダー２４からの信号によって、より正確に制御することができる。
【００３４】
このストリップ接合手段３では、予熱部（図示せず）が包装材料の一方の縁部を加熱し、接合部（図示せず）が加熱された縁部と一定テンションのストリップとを押圧して、接合する。
【００３５】
上述のように、ストリップ２が段差を覆うように接合し、包装材料の端面１４ａから液体食品に触れるのを防止する。更に、ストリップ２に一定のテンションを付与することができるので、ストリップを包装材料の適正な位置に接合することができるとともに、縦シールを良好に行うことができる。
【００３６】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
この発明は、液体食品の包装充填の製造に適用することができる。
【符号の説明】
【００３８】
２    ストリップ
２ｂ    変形部分
２ｃ    未変形部分
３    ストリップ接合手段
２０  センサー
２２  加熱手段
Ａ    レーザー光
２２ａ  レーザー光源
２２ｂ  回転ミラー体
２２ｃ  モーター
２２ｄ  ミラー角エンコーダー
【図１】
0005828753.tif 000002
【図２】
0005828753.tif 000003
【図３】
0005828753.tif 000004
【図４】
0005828753.tif 000005
【図５】
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【図６】
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